İç içe borulu ısı değiştiricisine yerleştirilen helisel yayların ısı transferi ve basınç düşümü üzerindeki etkisinin deneysel olarak incelenmesi

Bu çalışmada, helisel yay elemanların paralel akışlı ısı değiştiricilerinin performansını nasıl etkilediklerini deneysel olarak incelemek için bir deney düzeneği kurulmuştur. Bu deney düzeneği; paralel akışlı hava-su ısı değiştiricisi, hava fanı, elektrikli hava ısıtıcısı, varyak, sıcaklık ölçüm cihazı, U manometresi, çeşitli adımlara sahip helisel yay elemanları, su tankı ve diğer yardımcı elemanlar ile ölçüm aygıtlarından meydana gelmiştir. Deneyler, 10 ve 20 mm adımlarındaki helisel yaylar ısı değiştiricisi içerisine yerleştirilerek 3500 ile 8500 arasında değişen Reynolds sayılarında yapılmıştır. Farklı adımlardaki helisel yaylar ile yapılan deneylerde, Reynolds sayısının artmasıyla ısı transferinin iyileştiği gözlenmiştir. Bununla beraber, Reynolds sayısının artmasıyla basınç kayıpları da arttığından, kullanılan iyileştirme tekniğinin termodinamik olarak avantajlı olup olmadığını belirlemek için, entropi üretimi hesaplanmıştır.

Experimentally investigation of the effect of helical springs on heat transfer and pressure drop placed in concentric tube heat exchanger

In this study, to investigate the influence of and helical spring elements on parallel flow heat exchanger performance, an experimental set up was constructed. This experimental system consists of parallel flow air-to-liquid heat exchanger, air fan, electrical air heater, variac, thermometer, U manometer, helical spring elements with various pitch, water reservoir and other apparatus and measurement equipment. Experimental studies have been carried out with helical spring elements which have 10 and 20mm steps placed inside concentric heat exchanger at Reynolds numbers varying between 3500-8500. In the experiment performed with various helical springs with various pitch, it was observed that the higher the Reynolds number the better the heat transfer. Because of the increase in pressure drop entropy generation was also estimated to determine so that the tecnique was advantageous or not thermodynamically.

PDF

___

1 Dağsöz, A.K., (1990). Isı Geçişi Transferi, İstanbul Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi, İstanbul.
2 Ayhan T. ve Arıcı M.E., (1986). Isı Eşanjörlerinde Boru içerisine yerleştirilen Yapay Helisel Yay Elemanlarının Isı Eşanjörleri Performanslarına Etkisi, Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 9(2), 9-15.
3 Tanyıldızı V., Ayhan T. ve Karabay H., (1990). Silindirik boru içerisine yerleştirilen rendemsi türbülatörlerin ısı transferine etkisi, Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, sayı 4, s 7.
4 Uttarwar S.B. and Rao M.R., (1985). Augmentation of laminar flow heat transfer in tubes by means of wire coil inserts, Journal of Heat Transfer , Vol. 107, 930-935.
5 Eiamsa-ard S. and Promvonge P., (2005). Enhancement of heat transfer in a tube with regularly-spaced helical tape swirl generators”, İnternational Journal of Thermal Sciences, Solar Energy, Vol. 78, 483-494.
6 Yıldız C., Biçer Y. and Pehlivan D., (1998). Effect of twisted strips on heat transfer and pressure drop in heat exchanger, Energy Conversion and Manegement, Vol. 39, 331-336.
7 Akpınar E.K., (2004). İç içe borulu ısı değiştirgecine yerleştirilen helisel sarımlı tellerin ısı transferi ve sürtünme katsayısı üzerindeki etkilerinin araştırılması, Termodinamik, 88-94.
8 Behçet, R., (1993). Isı Eşanjörüne Yerleştirilen Konik-Halka Yüzey Elemanları ve Helisel Yayların Isı Transferine Etkisi, Y. Lisans Tezi, Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 64s.
9 Incropera P.F. and Smith R.C., (1995). Fundementals of Heat and Mass Transfer” John Wiley and Sons, New York.
10 H. Yüncü, (1990). Konveksiyonla Isı Geçişinde Entropi üretimi” Termodinamiğin İkinci Kanunu Çalışma Toplantısı, Erciyes Üniversitesi.
11 Yıldız C., Ayhan T. ve Ünal A., (1990). Dönel Tip Isı Değiştirgeçlerinde Tersinmezlik, Termodinamiğin İkinci Kanunu Çalışma Toplantısı, Erciyes Üniversitesi.
12 Ko T.H. and Ting K, (2005). Entropy Generation and Thermodynamic Optimization of Fully Developed Laminar Convection in a Helical Coil, International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol. 32, 214-225.